Question

19．可燃冰的學(xué)名為“天然氣水合物”，是一種由水和天然氣在高壓、低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，可看成高度壓縮的固態(tài)天然氣，可直接點燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣，污染比煤、石油都要小的多，被視為21世紀(jì)的新型綠色能源，我國南海海底存儲著豐富的可燃冰資源，1m³可燃冰可轉(zhuǎn)化為164m³的甲烷氣體和0.8m³的水．已知甲烷氣體的熱值為3.6×10⁷J/m³．
（1）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1m³可燃冰完全燃燒，最多能將多少0℃的水燒開？〔c_水=4.2×10³J/（kg•℃）〕
（2）已知甲烷的密度為0.72kg/m³，求可燃冰的密度．（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）1m³可燃冰可轉(zhuǎn)化為164m³的甲烷氣體，求出甲烷氣體的體積，利用燃料完全燃燒放熱公式求放出的熱量，這些熱量被水吸收，利用吸熱公式求水的質(zhì)量；
（2）1m³可燃冰可轉(zhuǎn)化為164m³的甲烷氣體和0.8m³的水，利用密度公式求甲烷氣體的質(zhì)量和水的質(zhì)量，它們的和等于可燃冰的質(zhì)量，再利用密度公式求可燃冰的密度．

解答 解：
（1）1m³可燃冰可轉(zhuǎn)化為164m³的甲烷氣體，
這些甲烷完全燃燒放熱：
Q_放=Vq=164m³×3.6×10⁷ J/m³=5.904×10⁹J，
在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點為100℃，即水的末溫為100℃，
由Q_放=Q_吸=cm△t得：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{5.904×1{0}^{9}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-0℃）}$≈1.4×10⁴ kg；
（2）1m³可燃冰可轉(zhuǎn)化為164m³的甲烷氣體和0.8m³的水，
V_甲烷=164m³=164×10³L，
甲烷的質(zhì)量：
m_甲烷=ρ_甲烷V=0.72kg/m³×164m³=11808g=118.08kg，
水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V=1×10³kg/m³×0.8m³=800kg，
1m³可燃冰的質(zhì)量：
m=m_甲烷+m_水=118.08kg+800kg=918.08kg，
可燃冰的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{918.08kg}{1{m}^{3}}$≈918.1kg/m³．
答：（1）1m³可燃冰能使1.4×10⁴ kg的0℃水燒開；
（2）可燃冰的密度為918.1 kg/m³．

點評 本題考查了學(xué)生對密度公式、吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式，知識點多，綜合性強，要求靈活運用所學(xué)公式求解，利用好題目提供信息是本題的關(guān)鍵．